本文主要介紹了以對(duì)硝基苯胺、H酸、苯胺等基本原料合成酸性藍(lán)黑/0B染料的方法,論述了制備工藝及反應(yīng)條件對(duì)染料性能的影響,介紹了其在印染工業(yè)上的應(yīng)用。 要害詞:酸性染料;藍(lán)黑1OB;重氮化I偶合;皮革 近年來(lái),隨著人們對(duì)皮革制品需求量的日益增加,皮革染料的研究與開(kāi)發(fā)也逐漸發(fā)展起來(lái),強(qiáng)酸性染料是最早發(fā)展起來(lái)的酸性染料,在酸性介質(zhì)中可染羊毛、蠶絲等蛋白質(zhì)纖維和聚酰胺纖維,也可用于皮革、紙張 食品的著色。強(qiáng)酸性染料分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分子量低,染色時(shí)具有染色方法簡(jiǎn)單、勻染性好、色澤鮮艷等優(yōu)點(diǎn)。酸性藍(lán)黑lOB為強(qiáng)酸性染料中生產(chǎn)量較大的一個(gè)品種,因而在染料生產(chǎn)中占有重要的地位。 1 實(shí)驗(yàn)部分 1.1 反應(yīng)原理
1.3 實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程
1.3.l 對(duì)硝基苯胺的重氮化
將·30 g碎冰投入250 ml四口瓶中,開(kāi)動(dòng)攪拌器,將升溫到9O℃以上全部溶解的對(duì)硝基苯胺、鹽酸、水混合物迅速倒入,驟然降溫,得到淡藍(lán)色小顆粒,待溫度降到5℃ 以下,將NaNO。溶液迅速加入,用淀粉一KI試紙測(cè)其是否過(guò)量,若反應(yīng)正常,溶液呈淡黃色,保溫0。5 h,抽濾。
1.3.2 酸性偶合
將對(duì)硝基苯胺的重氮濾液倒人到500 ml的四口燒瓶中,開(kāi)動(dòng)攪拌,將H酸于1.5 h內(nèi)滴加到重氮液中,保溫8 h,溫度控制在1o~15℃,6 h后,取樣點(diǎn)板,偶合液顏色呈紫紅色。
1.3.3 苯胺重氮化 將鹽酸水溶液倒入250 ml四口燒瓶中,加入3Og左右碎冰后,再加入苯胺,待溫度為5℃以下時(shí),將NaN。2于滴液管中慢慢加入反應(yīng)瓶,滴加完畢用淀粉一KI試紙檢驗(yàn)其是否過(guò)量,保溫0 5 h。
l.3.4 堿性偶合 向酸性偶合液中加入NaOH中和過(guò)量的HCI,再加入2.6 gNaCO。使偶合液呈堿性,將保溫好的苯胺重氮液滴加到偶合液中,然后再加入等量的Na2CO 溶液,調(diào)節(jié)偶合液的pH值為8~9,保溫0.5 h后取樣、點(diǎn)板,偶合液顏色為藍(lán)黑色。
1.3.5加30 gNaC1于保溫好的堿性偶合液中,鹽析0.5 la,抽濾,將濾餅烘干、稱(chēng)重、研磨、裝袋。此反應(yīng)是一種自身偶合反應(yīng),是不可逆的,一旦, 偶氮化合物生成,即使補(bǔ)加酸液也無(wú)法使偶氮化合物轉(zhuǎn)變?yōu)橹氐},因此,會(huì)使重氮鹽溶液含有雜質(zhì),產(chǎn)率降低;當(dāng)酸量不足時(shí),重氮鹽還輕易分解,溫度越高分 越快。因此,進(jìn)行重氮化反應(yīng)時(shí),酸的用量一定要控制好,使介質(zhì)的pH值小于3。
2.1.2 亞硝酸的用量與滴加速度 重氮化反應(yīng)進(jìn)行時(shí),自始至終必須保持亞硝酸稍過(guò)量,否則會(huì)引起自身偶合反應(yīng),但是亞硝酸太過(guò)量,會(huì)對(duì)下一步偶合反應(yīng)不利,因此控制亞硝酸的用量和滴加速度,是重氮化反應(yīng)的要害之處。 重氮化反應(yīng)速度是由加入亞硝酸鈉溶液的速度來(lái)控制的,必須保持一定的加料速度,過(guò)慢則來(lái)不及作用的芳胺會(huì)和重氮鹽作用發(fā)生自身偶合反應(yīng)。不同的芳胺滴加亞硝酸鈉的速度有所不同,在藍(lán)黑10B的工藝過(guò)程中有兩步重氮化反應(yīng),分別使用兩種芳胺,對(duì)硝基苯胺和苯胺,對(duì)硝基苯胺屬于堿性較弱的芳胺,分子中含有強(qiáng)的吸電子基團(tuán)一NO。堿性較弱,難以和稀酸成鹽,即使生成了銨鹽,在水中也很輕易水解生成游離的芳胺,而真正參加重氮化反應(yīng)的是溶解的游離胺,不是芳胺的銨鹽,故對(duì)硝基苯胺的重氮化反應(yīng)速度比堿性強(qiáng)的苯胺快,因此在兩次重氮化反應(yīng)中。對(duì)硝基苯胺與苯胺的反應(yīng)控制條件有所不同。反應(yīng)中通常用KI一淀粉試紙來(lái)檢驗(yàn)亞硝酸是否過(guò)量,若KI一淀粉試紙遇溶液變藍(lán),說(shuō)明亞硝酸過(guò)量苯胺屬于強(qiáng)堿性芳胺,分子中不含水量有吸電子取代基,輕易與無(wú)機(jī)酸生成穩(wěn)定的銨鹽,重氮化反應(yīng)速度慢。所以亞硝酸鈉的加入速度不必過(guò)快,滴加即可,因此,苯胺重氮化時(shí),只要控制好亞硝酸鈉稍過(guò)量及滴加速度,溫度控制在5℃以下,反應(yīng)即可正常進(jìn)行。
2.2 偶合反應(yīng) 偶合反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)能發(fā)生重氮鹽的副反應(yīng),生成焦?fàn)钗镔|(zhì)。由多次實(shí)驗(yàn)可知,溫度每增加lO℃,偶合反應(yīng)速度增加2~2.4倍,重氮鹽分解的速度增加3.1~5.3倍,因此,偶合反應(yīng)應(yīng)在較低的溫度下進(jìn)行 通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析比較,偶合反應(yīng)溫度控制在8~15℃之間比較適易。 在偶合過(guò)程中兩步偶合反應(yīng)的pH值有所不同,對(duì)硝基苯胺重氮液需在酸性條件下偶合。苯胺重氮液需在堿性條件下偶合,并由H酸的定位效應(yīng)可知,必須先進(jìn)行酸性偶合,然后調(diào)節(jié)pH值,再進(jìn)行堿性偶合。在酸性條件下,H 酸的一NH 形成鹽酸鹽,因此,一NH 鄰位電子云密度增加,有利于帶正電荷的對(duì)硝基重氮鹽的進(jìn)攻,在堿性條件下,由于一OH部分電離出H ,使一OH相鄰的位置電子云密度增加,當(dāng)加人苯胺重氮鹽時(shí),輕易進(jìn)攻該位置。在堿性偶合過(guò)和中,需加入兩次堿液,由反應(yīng)動(dòng)力學(xué)可知,苯胺重氮液穩(wěn)定性不好,當(dāng)pH值小于4時(shí),分解速度大于偶合速度,加入第一次堿即是調(diào)節(jié)pH值,使pH值大于7,當(dāng)pH=8~9之間時(shí),偶合速度大于分解速度,加入第二次堿液則使苯胺重氮鹽完全參加偶合反應(yīng)。 |